送電線の 高速度保護継電方式 -...

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u.D.C.d21.31d.925.2 送電線の 高速度保護継電方式 雄* HighSpeed Protective Relay System for Transmission Lines By Haruo Kawai Kokubu:Branch Works of HitachiWorks,Hitachi,Ltd. Abstra(:t Incase the transmissionline sustains troubles such as shortcircuit,grOunding, Or any Other similar faults,thesectionunderfaultsmustbeimmediatelysele isolation.Particularly,inthese days when the transmission system has beencom- plicatedandused foranincreasinglylargerloadtheimportanceofthe rapidisolation Offaults has become alsoincreaslngly greater.Such requlrementhas naturallyled to the development of power balance protective relay system,COnSisting high Speed power directionalrelay,for use on the para11eltwo-Circuitlines,and for the protectionofsingle-Circuitline,high-SPeeddistancerelayisin a tendency to a wider application.However,regardless of the composition of transmissionline system the use of pilot wire relaying or carrier relaylnglS COnSidered essentialfor the positiveness of simultaneous breaking. In thepresentarticle,the writerdescribes these power balanceprotective relay SyStem,distance relay system,pilot wire relay system and carrier relay system,1n terms of their constructionaldetails and application standard. 〔Ⅰ〕緒 送電線に短絡,接地などの故障が発生した場合,この 故障をすみやかに除去して安定な送電を継続することが 必要である。そのためには送電線に発生した故障がいず れの区間に存在するかを迅速かつ確実に検出しなければ ならない。これを果すのが保三菱継電器の役目である。 系統が錯綜しかつ輸送電力が増大するにつれ,故障区 間の迅速 断ほ系統の過渡安定度確保の見地からもます ます重要な問題となり,保護継電方式の責務も 断器の それと相侠って一段と重きを加えつゝある。由来,保護 継電方式は系統構成と密接不離のものであるから,保護 継電方式の立場からいえば,系統は分岐線のない並行二 回線構成か,環状構成が望ましく,前者に対しては電力 平衡継電方式もしくほ距離継電方式,後者に対しては距 離継電方式を採用すれば一応目的ほ達せられる。Lか し,経済的見地や地理的条件などから,日本の送電線ほ * 日立製作所日立国分分工場 分岐線を有するのが普通であって,近年に至り保護謎電 方式の適用しやすい系統構成とすることに大分関心が深 められては来たものゝ,今後ともこの傾向は相当根強い ものと考えねばならない。 分肢練を有する送電線に対しては,その分肢線の数, 分蚊税目体の背後電力の有無,分岐の出ている位 など を勘案して若干工夫を加えることにより,従来の平衡継 電方式またほ距離継電方式などを適屈することは可能で あるが,もとより完璧な保護は望むべくもなく,故障点 の位置により二段切,三段切となるのはやむをえない。 このような系統に対しては,原理的に系統構成のいかん に左右されない方式,すなわち表示繰保護継電方式もし くは搬送保護継電方式を適用することにより,始めて高 速同時 断を行うことができる。 以上要するに,送電線の保護継電方式は適用する系統 の状態を十分 査し,かつその送電線の重要度に対する 経済的バランスの上に決定さるべきものである。一般的 にいつて,電力平衡継電方式,距離拙宅方式を基幹とし,

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Page 1: 送電線の 高速度保護継電方式 - Hitachi...継電器,また接地に対し,前記KG型OC式接地方向 継電器にCM塾C式直流限時継電器を組合せ使用する。木方式においては一回線になった場合,高速度動作ほ望

u.D.C.d21.31d.925.2

送電線の 高速度保護継電方式

川 井 晴 雄*

HighSpeed Protective Relay System for Transmission Lines

By Haruo Kawai

Kokubu:Branch Works of HitachiWorks,Hitachi,Ltd.

Abstra(:t

In case the transmissionline sustains troubles such as shortcircuit,grOunding,

Or any Other similar faults,thesectionunderfaultsmustbeimmediatelyselectedfor

isolation.Particularly,inthese days when the transmission system has beencom-

plicatedandused foranincreasinglylargerloadtheimportanceofthe rapidisolation

Offaults has become alsoincreaslngly greater.Such requlrementhas naturallyled

to the development of power balance protective relay system,COnSisting of high

Speed power directionalrelay,for use on the para11eltwo-Circuitlines,and for the

protectionofsingle-Circuitline,high-SPeeddistancerelayisin a tendency to a wider

application.However,regardless of the composition of transmissionline system

the use of pilot wire relaying or carrier relaylnglS COnSidered essentialfor the

positiveness of simultaneous breaking.

In thepresentarticle,the writerdescribes these power balanceprotective relay

SyStem,distance relay system,pilot wire relay system and carrier relay system,1n

terms of their constructionaldetails and application standard.

〔Ⅰ〕緒 言

送電線に短絡,接地などの故障が発生した場合,この

故障をすみやかに除去して安定な送電を継続することが

必要である。そのためには送電線に発生した故障がいず

れの区間に存在するかを迅速かつ確実に検出しなければ

ならない。これを果すのが保三菱継電器の役目である。

系統が錯綜しかつ輸送電力が増大するにつれ,故障区

間の迅速 断ほ系統の過渡安定度確保の見地からもます

ます重要な問題となり,保護継電方式の責務も 断器の

それと相侠って一段と重きを加えつゝある。由来,保護

継電方式は系統構成と密接不離のものであるから,保護

継電方式の立場からいえば,系統は分岐線のない並行二

回線構成か,環状構成が望ましく,前者に対しては電力

平衡継電方式もしくほ距離継電方式,後者に対しては距

離継電方式を採用すれば一応目的ほ達せられる。Lか

し,経済的見地や地理的条件などから,日本の送電線ほ*

日立製作所日立国分分工場

分岐線を有するのが普通であって,近年に至り保護謎電

方式の適用しやすい系統構成とすることに大分関心が深

められては来たものゝ,今後ともこの傾向は相当根強い

ものと考えねばならない。

分肢練を有する送電線に対しては,その分肢線の数,

分蚊税目体の背後電力の有無,分岐の出ている位 など

を勘案して若干工夫を加えることにより,従来の平衡継

電方式またほ距離継電方式などを適屈することは可能で

あるが,もとより完璧な保護は望むべくもなく,故障点

の位置により二段切,三段切となるのはやむをえない。

このような系統に対しては,原理的に系統構成のいかん

に左右されない方式,すなわち表示繰保護継電方式もし

くは搬送保護継電方式を適用することにより,始めて高

速同時 断を行うことができる。

以上要するに,送電線の保護継電方式は適用する系統

の状態を十分 査し,かつその送電線の重要度に対する

経済的バランスの上に決定さるべきものである。一般的

にいつて,電力平衡継電方式,距離拙宅方式を基幹とし,

Page 2: 送電線の 高速度保護継電方式 - Hitachi...継電器,また接地に対し,前記KG型OC式接地方向 継電器にCM塾C式直流限時継電器を組合せ使用する。木方式においては一回線になった場合,高速度動作ほ望

日 送 変 特 集

重要度の高い系統,特に▼一刻たりとも停電を許されない

重要系統で再閉路方式の探聞を必要とする系統に対して

は,表元繰保護継電方式,もL.くは攫

適用すべきである。

保護継電方式を

以下,日立襲作所が推奨する送電線の高速度保護継電

方式につき述べる。

〔1Ⅰ〕電力平衡保護継電方式

第1図に高抵抗接地並行二回線系統に適用する電力平

衡継電方式の接続を元す。この方式は原理的には従来の

ものと変りないが,任用継電器が高速度動作のものであ

ることおよび短絡保護用ほ電圧抑制型であることを特長

としている。すなわち,短絡保護用のKRV型QW式

電圧抑制付高速度電力方向継電器(1)は電流要素,方向要

素とも軽量の 導環笹誘起される強大な回転力により接

触を開成するもので,電流要素には悉泉間電圧による抑制

が与えられ,定格電圧ではタップ電流の4倍の過電流が

流れて始めて動作する。すなわち短絡故障時ほ繰間電圧

が降下して抑制が解かれ 20ms前後の高速度で動作す

る。系統によってほ常時負荷電流と短絡故障時の電流の

大きさがあまり差違のない場合があるが,本継電器では

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相相関標

第1図 二組行二回線の電力平衡保護継電方式接続図

Fig.1.ConnectionDiagramofPowerBalance

ProtectionAppljedforParallelTranS-

mission Line

別冊第 7 号

タップ整定を低くとっても常時送電状態において誤動作

するおそれがないから,このような系統に対しても高速

度動作が十分期待できる。つぎに接地保護用のKG型

QC式瞬時動作蹟地方向継電器は電流要素を持たない純

粋の電力継電器で,KRV塾QW式と同様誘導環を用

いている。.木器ほ遮断器投入時の三極不揃による過渡的

の不平衡状態や,その他のサージに対し誤動作すること

のないよう,べつに二次短絡回路を有する電磁石式限時

要素を内蔵し,方向要素が動作してから40~50msの限

時をもって引外回路を開成する。

なお後備保護および一回線 断後の保護継電器とし

て,短絡に対しIOV型C式電圧抑制付誘導型過電流

継電器,また接地に対し,前記KG型OC式接地方向

継電器にCM塾C式直流限時継電器を組合せ使用する。

木方式においては一回線になった場合,高速度動作ほ望

めないが,つぎに ベる距離継電方式を併用すれば短絡

故障に対し 20ms前後の高速動作を行わせることがで

きる。たゞし接地故障に対しては高抵抗接地系統の場合

は,表示線式あるいは攫送式を採用しない限り高速同時

断は不可召巨である。

〔ⅠⅠⅠ〕距離保護椎電方式

距離継電器はこれを設置した位置から故障点までの距

離を測定し整定値以内にあれば動作する継電器であつ

て,これに比例限時式と階段限時式の2種類がある。前

者は故障点までの距離に比例した限時をもって動作し,

後者ほ整定値以内の故障に対してほその距離に無関係に

高速動作するもので,高速度保護継電方式には勿論後者

が使用される。日立距離継電器にほ,短絡に対してAZ

型QC式高速度インピーダンス継電器,直接接地系統の

接地保護用としてAX型QC式高速度リアクタンス継

電器がある。

AZ型QC式高速度インピrダンス継電器(2)ほ3つの

距離測定要素より成り,第2図に示すごとく整達して使

用するのを標 とする。すなわち,第一段測定要素は保

護区間の85%,第二段は隣接区間の50%,第三段はさ

らにつぎの区間の30%に整定する。各段とも継電器日

体とLては高速度動作を行うが,第二段,第三掛こはCM

型限時継電器を併用して隣接区間の継電器動作による

断完了までに要する時間以上の阻時をとらせる必要があ

る。また第三段ほ,系統の電力動揺ないし同期外れ状態

における第一段,第二段の誤動作防止にも使用されるこ

と第3図に示すごとくである。なお本継電器にはKHV

型QC式電圧抑制付高速度電力方向継電器を併用し,

第4図に示すごとく接続して使用するのを標準とする。

電流線輪に二相の差電流を導入するのほ,二相短絡時

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送 電 線

升三段要素

新二E貴要.煮

オー指貫素

第2図 イ ン ピ←ダンス継 器の壁;定

Fig・2・Setting oflmpedance Relay

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第3図

Fig.3.

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CM8-Q・C

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五十木

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方向継電器

インピーダンス継電器

第1段要素

第 2 段要素

第 3 段要素

胆略継電器(0.6s)

CArQT22-29 高速度補助継電器

CA-QT別L高速度補助継電器

CMl-QT忍3

CM2 限時継電器

属巨離継電方式の展開接続図

Sequence Diagram of Distance

Relaying System

と三相短絡時の継電器からみたインピ←ダンスを同一-一一な

らしむるためである。

つぎにAX型QC式高速度リアクタンス継電器甘ほ

2つの距離測定要素より成り,これが整定はインピーダ

ンス継電器の場合と同様である。たゞし,本継電器は純

粋のリアクタンス型でなく,インピーダンス型の変形す

なわちオフセットインピ←ダンス塾である。すなわち送

電線の負荷が大きく,力率100%近くで運転されている

場合に,普通のリアクタンス 継電器は定常状態で動作

することがあるので,インピーダンス円の半径を大きく

してその中心を原点から移動し,送電線のインピ←ダン

ス角に相当する点でリアクタンスの測定が正確にできる

よう考 したものである。

つぎに距離継電方式を多端子系統に適用した

護能力につき検討してみる。第5図に示すごとき三端子

系統を例にとり,分肢点Sまでの各送電線の亘長を等し

いものとする。故障がP点に発生すれば,

継 電 方

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第4図

Fjg.4.

短絡故障保護鹿離継電方式接続図

Connection Diagram ofDistanceRelay-

ing System for Short Cjrcuit Fault

第5図

Fig.5.

三端子系統に対する塵離継 器の逓増

App】ication ofDistance Relay for

Tapped Line

gA=言・い(z」ダー言)(ん+ん)

=乙p揖(zAダー言)んしたがって,A端の継電器からみたインピ←ダンスi・ま,

告=Z〟+(zAクー言)告となる。今(1)ん=0,(2)ん=ん,(3)ん>んの三つ

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日 立 評 論 送 変 電 特 集

の場合につき,この値を比載してみる。

(1)ん=0の場合

すなわちC発電所休止の場合は,乙pが整定値内にあ

れば継電器は動作する。すなわち二端子の場合と変りが

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寄P)

A

2

Z((

の場合

だけ大きいインピーダンスが継電器へ導

入されるから乙pが整定値内にあっても動作しない。

すなわち整定値を0・9Zとすれば,Zム=0・9Zの場合

ほ,継電器からみたインピーダンスは1・3Zとなり不動

作である。また継電器に導入されるインピーダンスが

0.9Zとなるときの乙pは0.7Z■であって,保護能力は

整建値に対し笛×100=78%に低下したことになる。(3)ん>んの場合

保護能力がいつそう狭くなる。たとえばん=3んと

すれば,乙ア=0・9Zに対し継電器からみたインピーダン

スは2.1Zとなる。また継電器に導入されるインピーダ

ンスが0.9Zとなるときの乙アほ0・6Zであって・保

護能力は整建値に対し0.6

0.9×100=67% に低下したこ

とになる。なおん≫んの場合は乙pは0・5Zすなわち

56%になることほ当然である○ 以上からあきらかなご

とく,電源容量のあらゆる組合せを考慮した場合ほ・距

離継電器は分肢点以内の故障に対してのみ確実な動作を

保証しうるものである。

〔ⅠⅤ〕表示線保護継電方式

すでにのべたごとく,系統の構成状態や故障点の位置

いかんに関係なく,各端 断器の同時 断を行うために

は,表示線保護継電方式または搬送継電方式を採用しな

ければならない。

表示線保護継電方式は大別して,直流式および交流式

の二つに分けて考えられる。

(l)直読式表示線保護継電方式

この方式は各端に設置された保護継電器の接点せ表示

線で結び,これらの接点が全部開成したときはあきらか

に保護すべき区間内の故障であるから・表示線に直流を

通じ各端の引外継電器を同時に動作せしめるものであ

る。第`図に示すのは木方式の一例で,表示練にほ常時

電流を通じて閉塞継電器(β尺)を動作せしめ,引外回路

を開放状態に保つ一方表示繰の健否を監視する0送電線

に故障が発生すれば,故障検出継電器(宮口呵が動作し

て表示線を主保護継電器(〟斤)の蹟点側に切換え保護を

行う。背後電力のない端子を持つ場合ほ,第7図に示す

ごとき指令を加味した方式による。木方式でほ背後電力

のない端子で,主保護継電器が外部故障と判定して動作

した場合は,たとえ背後電力を有する端子の主保護継電

別冊第7 号

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第6図 直流式表示線保護継電方式動作

(常時通電式)

明図

Fig.6.SchematicDiagramforDirectCurrent

Pilot Wire Relaying System

(Current Cjrculating.Normally)

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故障検出継電器

主保護継電器

主保護用補助継電器

主保護用補助継電器

引外し継電器

引外し継電器

第7図 直流式表示繰保護継電方式動作説明図

(一端に背後電力のない場合)

Fjg.7.SchematicDiagramforDirectCurrent

Pilot Wire Relaying System

(Nol∃ack Power on Either Side)

器が動作しても引外しは阻止される。

直流式表示線保護継電方式ほ主保護継電器としで性能

のすぐれた電力方向継電器(または距離継電器)を使用で

きることおよび多端子系統にも適用できることなどの利

点があるが,表示練に誘起される誘導電圧に対し継電器

接点の絶縁を強化しなければならないことおよび表示線

ほ背後電力のない端子を持つ系統に対しては3太必要と

することなどの欠点を持っている。

(2)交流式表示線保護維電方式

木方式は両端の電流位相を2本の表示線を介して直接

比較し区間内敵陣を選択するもので,故障時のみ表示繰

に電流を通ずる電圧対向式と,常時表示線に電流を環流

せしめる電流環流式とがある。

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送 電 線 の 高 速 度 保 継 電 方 式

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第8図 交流式表示線保護

β電気軸

方式動作説明図(綜合変流器を用いた電圧対向式)

Fig.8.Schematic Diagram for A.C.Pilot Wire Relaying System

(Opposing VoltageSystem,UsingSummationTransformer)

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第9図

Fig.9.

交流式表示線保護継

Schematic Diagram for A.C.

(Opposing Voltage System)

第8図に示すのほ電圧対向式表示練保護継電方式の基

本的なものである。送電線に流れる電流は各相分,各対

称分とも綜合変流器二次側の単相電流に変換され,抵抗

只の両端に電圧降下を生ずる。定常送電状態および外部

故障時にほ,この電圧は両端で相対向するごとく接続さ

れているから表示繰したがって保 批電器ア斤に電流は

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ーーβ電気析

方式動作説明図(電圧対向式)

Pilot Wire Relaying System

るが,昭和28年1月末に行われた現地試験に優秀な成績

を収め, 調居園剰 に運転している。

流れないが,内部故障時には両端の電圧の極性が逆にな

るので,表元線に電流が流れ両端のP尺が動作する。ま

た一端に背後電力がない場合でも,他端から供給される

電流により両端とも戸々ほ動作する。短絡故障時の正,

逆柏電流と,接地故障時の零相電流の割合ほ系統によつ

て大体決定されるから,綜合変流器の一次例の二巻線の

巻数比もこれより決って来る。

つぎに故障時の正,逆相電流に対し零相電流がきわめ

て小さい系統の場合,また送電線の亘長が短くかつ表示

繰も2本以上使用しうる場合には,第?図に示すごとく

綜合変流露を使属せず,短絡保護と接地保護を別回路と

して保護罷力を向上せしめるのが得策である。東京電力

株式会社新川線(1401【Ⅴ並行二回線,亘長700m)に納

入した表示線保護継電装置は,木方式に依ったものであ

本継電方式に使用される主保護継電器」瑠はKO塾

LQC 式特別小勢力高速度過電流継電器で,消費電力

約0.1VA,動作時間ほタップ電流の5倍で 30ms で

ある。

つぎに電流環流式表示線保護継電方式は第10図(次頁

参照)に示すごとくであって,差動変成器の一次巻線ほ

仇n,乙ちl㌔の二巻線より成り,綜合変流器の単相出力

電流はこの二巻線に分流してアンペアターンを打消し合

い,差動変成器の二次側に接続された主保護粒電器用

に電流を通じないが,内部故障時にはこの平衡が破れて

P尺を動作せしめるものである。木方式は電圧対向式に

比し若干構成が,複雑だが表示線の健否を容易に監視で

きる利点がある。

以上 ベたごとく,交流式は一端に背後電力のない場

合にもそのまゝ適用できることゝ,表京線の数は2本で

足り,かつ絶縁変圧器により表示線よりの異常電圧を避

けうることなどの利点を持つが,多端子系統に適用困難

な点で直流式におよばない憾みがある。

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日 送 変 電 特 集

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第10図 交流式表示線保護継電方式動作説明図(電流環流式)

Fig.10.Schematic Diagram for A.C.

(Circulating Current System)

〔Ⅴ〕搬送保護継電方式

搬送保護継竃方式ほ間接方向比薮方式と電流位相比薮

方式の2つに大別される。これを表示線保 継電方式と

対照してみると,前者ほ直流式,後者は交流式に該当す

る。しかし表示練の場合と異なり,いずれも連絡手段と

して搬送波を使用するから,線路に発生する雑音妨害波

に災されない方式でなければならない。

(り 間接方向比較搬送保護維電方式(4)

搬送保護継電方式の巾で現在最も広く普及している代

表的な方式ほ間接方向比棄方式である。

間接方向比薮方式は各端の電力方向継層器(方向性距

離継電器を含む)の動作を搬送波により連絡する方式で

あるから,信号の送受さえ確実ならば,原理的にいつて

故障の選択が確実に行える。また送電線の亘長が長いと

きほ搬送波の出力を上げてS/Ⅳを所望の値に保てばよ

ろしく,本質的に系統の構成に左右されない普遍的な方

式である。

また間接方向比戟方式にも多くの種須カミあるが,その

中で代表的なものは常時送出釈放式と故障時送出釈放式

およびこれらの変形方式である。前者においては搬送波

ほ常に保護区間各端より発信され,各端の 断器の引外

回路を鎖錠しているが,線路に故障が発生すると故障区

間各端の主保護継電器の動作によりその区間の搬送波を

停止L,各端 断器の鎖錠を解いて 断する。また後者

においては,槻送渡は常時ほ送電線に送出 されず各

断器の引外回路ほ鎖錠状態にあるが,線路に故障が発生

すると故障区間各端の主保護継電器は動作Lて描送波を

発信し,各端 断器の鎖錠を解いて 断する。

Pjlot Wire Relaying System

βJr

つぎに搬送保護継電方式に使用する通信路の数は一保

護区間内の一回線につき一種類とする場合(単一周波式

と称す)と,各端子毎に異ならしむる場合(異周波式と称

す)とある。71く 波宕割こよる狭帯域受信を行えばたと

え異周波式の場合でも各チャンネル間の周波数差400(し

(実際にほ170′しまで可能)で,混信のおそれほない。

したがって変 方式ほ原則として使用されないが,搬送

路をテレメータその他の用途に共用する場合にほ変調方

式を採用することがある。ちなみに水晶 渡器の通過帯

域は200へノで,1kc離調の処で80db以上の減衰を与

えるものである。

線路の伝送凋失ほ→線大地帰繰回路で大体0.1db/km

程度であるが,接地事故時の伝送担失の増加が0.15db/

km程度あることに注意せねばならない。また 断器や

断路器の開閉サ←ジによる一時的の高周波雑音や,コロ

ナによる連続的妨害雑音あるいほまた故障時の電弧によ

る雑音などが搬送波の伝 に悪影響をおよぼす。これら

の雑音妨害波の中で最も問題となるのほ故障時の電弧に

よるものであって,搬送周波帯に現われるこの種の雑音

の強度は+30db(尖頭渡50db)にもおよぷが,一般に

継続時間が短い(20ms程度)ので常時送出釈放式に対

して 断時間が若干延びる方向に作用するに止るが,故

障時送出釈放式の場合は誤 断を招来する危険がある。

日立製作所では数次にわたる大規模な人工故障試験に

よりえられた貴重な経験を基として装置に幾多の改良を

施し,常時送出釈放式(CSR型)と故障時送出阻止釈放

式(CTB塾)を標準方式と定め,需要に応じている。

第11図はCSR型,第12図ほCTB型の動作説明図で

ある。

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方 式

肛β 〃∵鋸

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電気斯

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′=〃凡rl凡作

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fリ}尺:故障検出継電器

ダβ斤ズ:同上用布助継電器

ル揉:主保護継竃器

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〃是ズ:主傍題用補助継電器

虎児:受信継電器(真空管)

属り乙Ⅹ:臥ヒ用補助継電器

第11図 CSR型搬送保護継電装置動作説明図

Fig・11・Schematic Diagram for Type CSR

Carrier CurrentProtective Relaying

Set

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第13図

Fig.13.

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第12図

Fig.12.

主保護継電#

同上用補助継電器

故障検出継電器

5点ズ:故障検出用補助継電器

点々:受信継電器

CTB型搬送保護継電 明図

Schematic Diagram for Type CTB

Carrier CurrentProtective Re】aying

Set

Z:高遠度インピーダンス継電器

刀:高速度電力方向継電器

5月:故障放出継電器

5一々y:

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属り乙Ⅹ:

同上用補助継電器

Z2用補助諒匪電器

Z2用隕時動体継電器

Z8用限時動作継電器

Z3用隈時動作継電器

受信補助継電怒

(故障点測定)

(故障電流方向判定)

(故障検出,送信機起動)

(後備 保護)

(電力動揺誤動作髄止)

(後 備 保 護)

巌離搬送保護稚電装置(CTB型)動作説明図

SchematicDiagram forTypeCTBCarrierCurrent Protectjve

RelayingSetwith DistanceRelay

つぎに距離継電器のすぐれた選択性に搬送方式を併用

してその保 能力を補足した距離搬送保護継竃方式は,

現在実用に供されている保護継電方式中最高の性能を待

った方式といえようロ第一咽は木方式の原理を示す説明

図である0インピーダンス継電器(→般的には距離継電

器)の距離測定要素はZl,ろ,ろの三段より成り,保

継区間の両端より区間長の15% 度の部分を除き,そ

れより内部の故障に対してはインピ←ダンス継電器の第

一段要素(ろ)により搬送に無関係に両端の

に同時

断器を高速

断(引外線輪励磁開始まで25ms以下)する。

つぎにろの不動作範周すなわち区間両端より15%の範

囲の故障に対しては,第二段要素(ろ)の動作により搬送

波の送信を止め,相手側の受信継電器(片足Ⅹ)が接点を

開成して 断器を引外す。この場合,故障点に近い方の

端子ではZ2とともにろも動作するので,ろにより

断が行われることになる。すなわち遠方端のみ‥ろと搬

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日 立 評 論 送 変 電 特 集 号 別冊第7号

第14図 PK-2型 搬 送 装 置

Fig.14.Type PK-2CarrierSet

送の組合せで動作するのである。なおろおよぴるには

限時継電器を組合せて後備保護に充てる。またろは電

力動揺時の誤動作防止用としても使用される。木方式は

(1)後備保護用として別箇に継電器をおく必要がな

いこと

(2)一回線系統に対して,搬送装置故障の場合も高

速動作が可能であること

(3)電力動揺時に誤動作するおそれがないこと

などの特長を持っている。

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βC:塞 流

CC:結 合

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変搬

整攫波

誓流受流波

信回

送換

波変

速二形

第15図

Fig.15.

第l咽に示すのは,関西電力株式会社成出,新夏木問

275kV新北陸幹線用として納入した距離搬送保護継電

装置用PK-2型搬送装置の外観である。

(2)位相比較搬送保護終電方式

比載的近距離(たとえば50km以下)の送電線に適用

する簡易な搬送保護継竃方式として位相比載方式が採用

される気運にある。この方式は電圧変成器を必要としな

い点が大きな長所であるが,他面後備保護ほ低速度の過

電流継電器などによらざるをえない欠点がある。しかし

ベつの見方をすれば既設の低速度保 継電方式の改良と

して位相比戟方式を採用するのは賢明な方法といえよ

う。また表示線保護鮭電方式の場合と同様に,位相比較

方式ほ多端子系統への適用が大きく制限される。このよ

うに,位相比較方式は重要幹線に対する保護継電方式と

してはかならずしも完璧ではないが,中級程度以下の送

電線の保 継電方式として捨て難いものがある。

第l咽は日立の位相比較搬送保護継電方式の原理を示

すもので,綜合変流器二次側の単相電流を矩形波に変換

し,これを彼分して,その正の位相で搬送波発振器を駆

動し0.5・、搬送信号を送出させる。他端においては,こ

れと逆の負の位相で搬送波を送出せしめ,定常送電状態

および外部故障状態では常に区間に搬送波が存在して受

信鮭電器を附勢状態に保ち,引外回路を閉塞している0

内部故障が発生すれば,電流位相の反転した端子から出

る搬送波と相手端の搬送波とは同じ位相になり・したが

って約0.5〔∪の間区間に搬送波がなくなり,受信継電器

は附勢を解かれて復帰し,故障検出過電流継電流ととも

に引外回路を開成し両端同時

輪器器器幕器路

断を行うものである。

51:過 電 流 継電器

52:遮 断 器

朗:接地電流継電器

351:故障検出継電器396こ 受 信 継 電 器

位 相 比 餃 搬 送 保 護

Schematic Diagram for Phase

Protection Relaying System

継 電 方 式 動 作 原 理 図

Comparison Carrier Current

一よ

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送 電 線 の 高 速 度 保 護 継 電 方 式

〔ⅤⅠ〕績

送電線の高速度保護継

発 を遂げきわめて信

方式は近年に至り急

彊の高いものとなった。故障区

間を迅速に除去することほ系統の安定度を保持するばか

りでなく,故障の拡大による機器の損傷を未

るためにも必要なことである。

に防止す

本来,継電器技術者の仕事ほ,製作会社においてもま

た電力会社においても地味であるだけにとかく疎んぜら

れる傾向がないとはいえない。これははなほだ遺憾なこ

送 電 線 故 障 点 標 定

FaultI」OCatOr for Power

Transmis3ionI.ine

本装置は繰返レミルス送出アナライザブラウン管方式

を用いた写真撮影式によるものである。すなわち地絡故

障を接地電圧継電器により検出して,故障点の恵弧雑音

を避けるため1~2′、の時限をおいて3,000~7,000V

l〟S程度の直流パルスを特定の一相に結合蓄電器を通じ

電源の商用周波数に同期し繰返して印加する。故障点か

らの反射パルスは,各相に設けられた碍子分圧器より同

時受信して受信器に導き,日立製作所独特の平衡法によ

り,固定反射レベルを下げ,故障反射はその俵増幅して

ブラウソ管に

第1図

Fig.1.

入する。

送 電 線 故 障 点 検 定 番

Transmission Line Fault Locator

とであるが,その使命のきわめて重大なことを自覚して,

保護終電技術の進歩発達にいつそうの努力を傾倒しなけ

ればならないと思う。

(1)猿渡:

(2)猿張:

参 考 文 献

日立評論33605(昭26)

日立評論34939(昭27)

(3)猿渡,渡井:

(4) 川井,中谷:

日立評論351569(昭28)

日立評論別冊No.5,95(昭28)

(こ=:>

′「 ′W~

ブラウン管には印加パルスおよび反射パルスの映像を

画かせ写真撮影を行うものである。

第1図および第2図は日木 有鉄道信濃川送電線の故

障点標定用として千手発電所に納入した装置ならびに碍

子分圧器の外観図である。

本装置は下記の点に特に考慮が払われている。

(1)信濃川送電線は,140kV並行二回線であるが,

清水峠附近の雪害を考慮して,2区間が一回線鉄塔

となちているので,この区間の六相標定を確実にす

るために,送

加し,実

る。

ルスを1,2号線のT相に同時印

は六相より同時受信する方式を採ってい

(2)六柏よりの同時受信を簡易化するために,碍子一

分庄器を効果的に使用している。

第2図.樽 子 分 圧 器

Fig.2.PorcelainType Voltage Divider

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日 立 評 論 送 変 電 特 集 号 別冊第7号

∵・,

/男系扇 至武蔵境一

碍子ノ分圧

ノエチレン充実型高周波ケ

、1、-・

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第3図

Fig.3.

受信蕃

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絶緑電線

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結 合

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機 器 の 接 続 図

ケーブル

Schematic Diagram of Coupling Device for the Type F

Transmission Line Fault Locator

第4図

Fig.4.

(a) (b)

人 工 故 障 試 験 オ ブ シ ロ グ ラ ム

Oscillogram of Arti丘cialLine Fault Test at Shinano-gaWa

Transmission Line

第3図に各結合機器の配置を元す。第4図は,本装置

による人工故障試験時の標定記録の一例で,上長崎にお

いて,(a)はR相,(b)はT相接地の場合で,故障反射

は一般の固定反射に比しきわめて大きく明瞭に表われて

いる。

本試験において,たまたま試験用に挿入した異常電圧

測定用結合蓄電器によるものと思われる異常雑音発生中

の標屈も行ったが,ある程度の標定ができることを確

した。この異状雑音発生中ほ,搬送電話もいちじるしく

妨害された。このような雑壱発生中でも標遠出来たこと

は,ブラウン管アナライザ方式の特長を遺憾なく発揮し

たものといえる。

また本装置i・ま,線路作業の状態を容易に知ることが出

来るので,作業の安全化に大いに役立つことも認められ

ており,一般の瞬時事故標定以外に多方面に,パルス試

験器として利用されることが期待されている。

参 考 文 献

星,平井:日立評論別冊No.3,103(昭28)

森尻,笈川,平井:日立評論3`&41(昭29)